Estructura de la tabla periódica de D.I. Mendeléyev. Tipos de periodicidad de las propiedades de los elementos químicos.

TEMA 4. Estructura del sistema periódico de D. I. Mendeléyev. Tipos de periodicidad de las propiedades de los elementos químicos.

Ejemplo 1. ¿Qué grados de oxidación máximos y mínimos muestran el arsénico, el selenio y el bromo?
Elabore las fórmulas de los compuestos de estos elementos que correspondan a dichos grados de oxidación.
Solución. El grado máximo de oxidación de un elemento se determina por el número del grupo en el sistema periódico de D. I. Mendeléyev en el que se encuentra. El grado mínimo de oxidación se determina por la carga condicional que adquiere el átomo al ganar el número de electrones necesario para formar una capa estable de ocho electrones (ns2np6).
Estos elementos están respectivamente en los grupos principales V, VI, VII y tienen la estructura del nivel energético exterior s2p3, s2p4, s2p5. Por lo tanto, los grados de oxidación del arsénico, selenio y bromo en los compuestos son los siguientes:
As +5 (máximo), -3 (mínimo) --- As2O5, AsH3;
Se +6 (máximo), -2 (mínimo) --- SeO3, Na2Se;
Br +7 (máximo), -1 (mínimo) --- KBrO4, KBr.

Ejemplo 2. ¿En cuál de los elementos del cuarto período, manganeso o bromo, están más pronunciadas las propiedades metálicas?
Solución. Las fórmulas electrónicas de estos elementos son las siguientes:
25Mn 1s22s22p63s23p64s23d5
35Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5.
El manganeso es un elemento d del grupo VII de la subfamilia secundaria, y el bromo es un elemento p del grupo VII de la subfamilia principal. En el nivel energético exterior, el átomo de manganeso tiene dos electrones, mientras que el átomo de bromo tiene siete.

Tareas PARA RESOLUCIÓN INDEPENDIENTE

1. Dé una formulación moderna de la ley periódica. ¿En qué se diferencia de la formulada por D. I. Mendeléyev?

2. ¿Cuál fue el triunfo del descubrimiento de tres elementos con la ley periódica? ¿Cómo coincidieron exactamente las propiedades de estos elementos y sus compuestos más simples con las propiedades predichas por D. I. Mendeléyev?

3. Muestre cómo la ley periódica ilustra y confirma una de las leyes universales del desarrollo de la naturaleza: la ley de la transición de la cantidad a la calidad.

4. ¿Cómo explica la teoría de la estructura atómica la periodicidad en el cambio de propiedades de los elementos químicos?

5. ¿Qué significado físico tiene el número atómico y por qué las propiedades químicas de un elemento están finalmente determinadas por la carga del núcleo de su átomo?

6. Explique tres casos (indíquelos) de desviaciones de la secuencia de los elementos en el sistema periódico según el aumento de sus masas atómicas.

7. ¿Cuál es la estructura del sistema periódico? Períodos, grupos y subgrupos. Significado físico del número de período y grupo.

8. ¿En qué casos la capacidad de llenado del nivel energético y el número de elementos en el período: a) coinciden; b) no coinciden? Explique la razón.

9. ¿Qué valores de qué número cuántico corresponden a los números de los períodos? Dé una definición de período a partir de la teoría de la estructura atómica.

10. ¿Qué períodos del sistema periódico se llaman pequeños y cuáles grandes? ¿Qué determina el número de elementos en cada uno de ellos?

11. Indique los subniveles energéticos de valencia en las siguientes fórmulas electrónicas de átomos neutros: a) [KL]3s23p1; b) [K]2s22p5; c) [KLM]4s24p3; d) [KL]4s23d8.

12. ¿Dónde se encuentran los gases nobles en el sistema periódico? ¿Por qué antes formaban el grupo cero y cómo se les llamaba?

13. ¿Por qué el hidrógeno se coloca en los grupos I y VII del sistema periódico? ¿Qué justificación se puede dar para cada una de las variantes?

14. ¿Cómo cambian las propiedades de los elementos de los grupos principales a lo largo de los períodos y grupos? ¿Cuál es la causa de estos cambios?

15. ¿Qué lugar ocupan en el sistema periódico dos elementos, uno de los cuales tiene el valor más alto de potencial de ionización y electronegatividad, mientras que el otro tiene los valores más bajos de estas magnitudes?

16. ¿En los átomos de qué elementos ocurre el llamado "deslizamiento" de electrones? Explique la razón de este efecto.

17. En condiciones normales, solo 11 elementos químicos son gases en su forma libre y 2 elementos son líquidos en su forma libre. Indique los símbolos y nombres de estos elementos.

18. La configuración de los electrones de valencia en los átomos de dos elementos se expresa mediante las fórmulas: a) 3s23p2 y 4s23d2; b) 4s23d3 y 4s23d104p3. ¿En qué períodos y grupos se encuentran estos elementos? ¿Deben diferir en sus propiedades, teniendo el mismo número de electrones de valencia?

19. Sabiendo el número de elementos en cada período, determine el lugar de un elemento en el sistema periódico y sus principales propiedades químicas según su número atómico: 35, 42 y 56.

20. A pesar de su propia formulación, D. I. Mendeléyev colocó el telurio antes del yodo en el sistema, y el cobalto antes del níquel. Explique esto.

21. ¿Qué puede explicar la tendencia general de disminución de los radios atómicos con el aumento del número atómico en un período y el aumento de los radios atómicos con el aumento del número atómico en un grupo?

22. ¿En qué se basa que el cromo y el azufre se encuentren en el mismo grupo del sistema periódico? ¿Por qué se colocan en diferentes subgrupos?

23. ¿En qué se basa que el fósforo y el vanadio se encuentren en el mismo grupo del sistema periódico? ¿Por qué se colocan en diferentes subgrupos?

24. ¿Cuál es la secuencia de elementos en orden creciente de sus radios atómicos: a) Na, Mg, Al, Si; b) C, N, O, F; c) O, S, Sc, Fe; d) I, Br, Cl, F?

25. ¿En qué se parecen y en qué se diferencian los átomos de: a) F y Cl; b) N y P?